永磁同步電機(jī)SVM-DTC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間:2021-06-09 09:20
交流訓(xùn)速系統(tǒng)在工業(yè)領(lǐng)域扮演者重要的角色,其中永磁同步電機(jī)組成的調(diào)速系統(tǒng)以其高功率密度、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)在一些對(duì)性能要求高的領(lǐng)域被廣泛運(yùn)用。直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)從開(kāi)始出現(xiàn)就以其控制策略簡(jiǎn)單、對(duì)電機(jī)參數(shù)要求低、系統(tǒng)魯棒性好、響應(yīng)迅速、動(dòng)態(tài)性能好等優(yōu)點(diǎn)在永磁同步電機(jī)的應(yīng)用上也受到關(guān)注。本論文在開(kāi)始先介紹了永磁同步電機(jī)的特點(diǎn)與基本結(jié)構(gòu),然后列出電機(jī)在幾種不同坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,針對(duì)傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩由于滯環(huán)比較器產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)采用了SVM-DTC控制策略,并且詳細(xì)介紹了SVPWM的基本原理。在這些基礎(chǔ)上重點(diǎn)介紹了定子磁鏈觀測(cè),對(duì)采用電壓電流模型的純積分觀測(cè)法中的問(wèn)題進(jìn)行了分析,并且根據(jù)這些問(wèn)題提出了一種新的磁鏈觀測(cè)方法,提高了磁鏈觀測(cè)的準(zhǔn)確度。為實(shí)現(xiàn)永磁同步電機(jī)SVM-DTC控制策略,本文搭建了基于DSPF28335電機(jī)控制系統(tǒng)軟硬件平臺(tái),硬件方面以IPM智能功率模塊為開(kāi)關(guān)器件,F28335為核心控制器,設(shè)計(jì)了外圍電路。軟件方面采用C語(yǔ)言編寫,在CCS V3.3環(huán)境下完成系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì),對(duì)新型定子磁鏈觀測(cè)器以及三相電壓的計(jì)算的數(shù)字實(shí)現(xiàn)做了詳細(xì)介紹,實(shí)現(xiàn)采用新型定子磁鏈觀測(cè)器的定子磁鏈計(jì)算、轉(zhuǎn)矩磁鏈角度計(jì)算、SVPWM、PI調(diào)節(jié)器、電流電壓信號(hào)采集等功能。通過(guò)Matlab/Simulink對(duì)新型定子磁鏈進(jìn)行仿真,結(jié)果表明新型磁鏈觀測(cè)器能夠有效的解決幅值畸變和相位偏移問(wèn)題,消除直流偏移誤差。最后對(duì)整個(gè)電機(jī)的控制系統(tǒng)進(jìn)行硬件電路搭建,完成控制系統(tǒng)的調(diào)試,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本文提出的磁鏈觀測(cè)方法效果較好,動(dòng)態(tài)性能好,運(yùn)行穩(wěn)定,接近預(yù)期的結(jié)果。
【學(xué)位授予單位】:大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號(hào)】:TM341
本文編號(hào):2435239
【學(xué)位授予單位】:大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號(hào)】:TM341
文章目錄
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 課題研究背景及意義
1.2 永磁同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)概述
1.3 直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)概述
1.4 本論文的研究結(jié)構(gòu)和內(nèi)容
2 永磁同步電機(jī)結(jié)構(gòu)及數(shù)學(xué)模型
2.1 永磁同步電機(jī)結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)
2.2 永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型
2.2.1 永磁同步電機(jī)中的坐標(biāo)變換
2.2.2 三相靜止坐標(biāo)系中的數(shù)學(xué)模型
2.2.3 αβ坐標(biāo)系中的數(shù)學(xué)模型
2.3 本章小結(jié)
3 永磁同步電機(jī)SVM-DTC控制理論
3.1 傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制理論
3.2 電壓空間矢量脈寬調(diào)制
3.2.1 SVPWM基本原理
3.2.2 SVPWM實(shí)現(xiàn)方法
3.3 SVM-DTC控制
3.4 本章小結(jié)
4 定子磁鏈觀測(cè)
4.1 傳統(tǒng)純積分器觀測(cè)法
4.2 低通濾波器觀測(cè)法
4.3 新型改進(jìn)磁鏈觀測(cè)法
4.3.1 直流偏移誤差及補(bǔ)償問(wèn)題解決
4.3.2 動(dòng)態(tài)性能問(wèn)題解決
4.4 MATLAB仿真結(jié)果
4.4.1 直流偏移誤差及補(bǔ)償問(wèn)題仿真
4.4.2 動(dòng)態(tài)性能問(wèn)題仿真
4.5 本章小結(jié)
5 系統(tǒng)硬件組成
5.1 電源模塊
5.1.1 整流濾波電路
5.1.2 開(kāi)關(guān)電源電路
5.2 檢測(cè)模塊
5.2.1 轉(zhuǎn)速測(cè)量
5.2.2 電壓測(cè)量
5.2.3 電流測(cè)量
5.3 功率模塊
5.3.1 IPM驅(qū)動(dòng)電路
5.3.2 驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路
5.4 控制模塊
5.5 本章小結(jié)
6 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
6.1 程序設(shè)計(jì)
6.1.1 主程序設(shè)計(jì)
6.1.2 中斷服務(wù)程序設(shè)計(jì)
6.2 數(shù)字PI調(diào)節(jié)器
6.3 三相相電壓估算
6.4 定子磁鏈、磁鏈角度和轉(zhuǎn)矩估算
6.4.1 定子磁鏈計(jì)算
6.4.2 磁鏈角度和電磁轉(zhuǎn)矩估算
6.5 本章小結(jié)
7 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
7.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)
7.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
7.2.1 SVPWM波形
7.2.2 定子磁鏈觀測(cè)器
7.2.3 定子磁鏈和磁鏈角度
7.2.4 轉(zhuǎn)矩波形圖
7.2.5 動(dòng)態(tài)響應(yīng)圖
7.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝
【參考文獻(xiàn)】
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1 周新;永磁同步電機(jī)混合調(diào)制直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)抑制[D];天津大學(xué);2012年
本文編號(hào):2435239
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